晚期垃圾渗滤液MBR亚硝化系统中细菌及功能菌的多样性

2.2、16SrDNA通用克隆文库构建与细菌多样性分析

在构建MBR亚硝化系统细菌通用克隆文库时,对随机挑取的82个阳性克隆子进行酶切分型,得到19个酶切类型.每个酶切类型选取2~3个克隆子进行测序,将得到的序列利用BLAST在线程序进行序列同源性比对,将序列相同的克隆子划分为一个OTU，共得到19个OTU.对克隆文库进行统计学分析,得到基因文库多样性覆盖率、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度以及物种丰富度指数，如表3所示.通用克隆文库分析结果如表4所示.污泥样品通用克隆文库系统发育树如图3所示.

表3克隆文库酶切类型的多样性

表4MBR亚硝化系统样品主要细菌16SrDNA克隆文库分析结果

图3亚硝化系统中细菌16SrRNA基因的系统发育树

由表3可知克隆文库的库容值为91.50%,这表明该克隆文库的库容值较大,文库覆盖率较高,具有较好的代表性.Shannon-Wiener指数为2.5282，表明MBR亚硝化系统中存在比例较高的优势菌属.

序列比对的结果表明,MBR亚硝化系统稳定期细菌通用克隆文库中的19个OTU分别属于细菌域的4个主要类群.分别是变形菌类群(Proteobacteria，64.65%)、拟杆菌类群(Bacteroidetes，9.76%)、厚壁菌类群(Firmicutes，7.32%)和未培养菌(uncultured bacterium，18.3%)，这些微生物类群已在多种污水处理系统中被发现为优势菌属[11-12].Muyzer等[13]研究发现,利用目前的分子生物学手段只能检测到某些优势菌群,而优势菌群的存在导致了微生物结构的相对简单化.

变形菌类群(Proteobacteria)在微生物系统中占64.65%,是系统中的绝对优势菌属,Snaidr等[14]研究发现，活性污泥池中的优势菌群主要为变形菌(Proteobacteria)类群.变形菌均为革兰氏阴性菌，是系统中COD的主要降解者，且包含多种代谢类型.

大部分变形菌既能够在有氧条件下进行呼吸作用，又能在厌氧/缺氧条件下进行发酵，能够以有机物作为碳源，是典型的兼性异养菌.变形菌门根据核糖体RNA序列划分为5个纲,分别用希腊字母α、β、γ、δ和ε命名.研究结果表明,在反应系统实现稳定亚硝化时,β-Proteobacteria数量最多，占36.59%,γ-Proteobacteria次之,占17.08%,α-Proteobacteria最少,占10.98%.

大部分的β-Proteobacteria可在厌氧或缺氧环境中存活，其中某些菌属还可以利用H2、氨氮、CH4和挥发性脂肪酸进行新陈代谢[15].系统中检测到的β-Proteobacteria的代表菌属包括丛毛单胞菌属(Comamonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、罗尔斯通氏菌属(Ralstonia)以及伯克霍尔德氏菌(Burkholderia).

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